Pengxu Qi – POLYNT
INTRODUZIONE
I coatings poliuretanici sono regolarmente utilizzati per applicazioni su pavimenti in legno e su mobili, vista la loro velocità di ritorno in servizio e la possibilità di modificarne le proprietà prestazionali in base alle esigenze applicative ed alle necessità del mercato, in continua evoluzione.1 Fin dalla loro introduzione i progressi tecnici e le pressioni normative hanno portato a continue innovazioni nella chimica di queste molecole. In risposta al rafforzamento delle normative sui composti organici volatili (VOC), i sistemi a solvente ad alto contenuto di VOC sono stati gradualmente sostituiti da alternative a basso contenuto di VOC.2 Tuttavia sviluppare soluzioni ecologiche che mantengano intatte le prestazioni rimane una sfida.3 Le dispersioni uretaniche a base acqua (PUD) sono la soluzione principale per soddisfare le normative VOC senza sacrificare le prestazioni. Tuttavia, PUD a base d’acqua non modificati con olio, sebbene adatti per applicazioni su pavimenti a traffico leggero, spesso falliscono in ambienti più stressanti, come aree ad alto traffico pedonale, a causa della natura termoplastica del polimero, che non presenta resistenza a graffi, abrasioni ed all’esposizione chimica. Per superare le limitazioni dei PUD tradizionali, sono stati sviluppati PUD modificati con olio (Oil Modified), che incorporano acidi grassi insaturi di origine biologica nelle strutture polimeriche dell’uretano. La capacità intrinseca di reticolazione ossidativa facilita la formazione di reticoli covalenti, migliorando le prestazioni del film.
A seconda delle proprietà desiderate, i rivestimenti in poliuretano per applicazioni su legno utilizzano isocianati aromatici o alifatici. I sistemi aromatici, come il toluene diisocianato, offrono un rapido sviluppo delle proprietà del film ed un’elevata durezza a scapito della flessibilità, mentre gli isocianati alifatici, come l’isoforone diisocianato, hanno un’eccellente flessibilità ma sviluppano le proprietà del film più lentamente. Trovare un equilibrio tra queste caratteristiche opposte rappresenta una vera sfida.
Urotuf® F110-D1W-31 sviluppato da Polynt rappresenta una svolta nel coating poliuretanico base acqua poiché combina il meglio dei sistemi aromatici e alifatici. Questo articolo ne dimostra le eccezionali prestazioni, valutandone sei caratteristiche chiave in confronto con quattro resine PUD Oil Modified a base acqua disponibili in commercio (due aromatiche e due alifatiche).
BENCHMARKING E TEST
L’essiccamento è un fattore critico che influenza l’uso e l’efficienza di applicazione di una resina per coating. Urotuf® F110-D1W-31 raggiunge uno stato tack-free sotto un peso di 500 grammi nella prima ora di test, eguagliando le prestazioni dei poliuretani aromatici e superando i valori dei poliuretani alifatici, che diventano tack-free dopo più di due ore. Inoltre, nel test qualitativo di graffiatura, si è osservata una polimerizzazione completa entro cinque ore, come per i poliuretani aromatici, che garantisce resistenza all’usura e consente un ritorno in servizio più rapido (Fig. 1).
La durezza, essenziale per conferire resistenza all’abrasione ed ai graffi in presenza di uno stress meccanico, è stata misurata utilizzando i test di durezza a pendolo König (ASTM D4366) e di durezza Sward (ASTM D2134). Urotuf® F110-D1W-31 supera costantemente i valori ottenuti con i poliuretani alifatici, ed eguaglia o supera i poliuretani aromatici. Dopo 7 giorni di polimerizzazione raggiunge oltre 150 secondi per la durezza König e 70 oscillazioni per la durezza Sward (Fig. 2). La resina supera tutti e quattro i prodotti commerciali di riferimento, per entrambe le misure di durezza dopo 24 ore, confermando le caratteristiche di rapida polimerizzazione e sviluppo delle proprietà del film. La flessibilità e la resistenza meccanica dei rivestimenti sono state valutate attraverso il test di resistenza agli urti (ASTM D2794) ed il test di piegatura (mandrino conico) (ASTM D522).
Urotuf® F110-D1W-31 eccelle in entrambi i test resistendo fino a 1/8 di pollice nel test di piegatura del mandrino conico, e ad un impatto di 160 lbs•pollici senza creparsi.
La combinazione di ottima flessibilità ed eccezionale durezza lo rende ideale per applicazioni usuranti come i pavimenti delle palestre. La resistenza chimica è una proprietà essenziale per i rivestimenti esposti ad agenti aggressivi. Il test di resistenza chimica (ASTM D1308) è stato effettuato per un periodo di 4 ore. La nuova resina supera i concorrenti ottenendo un punteggio di 5 in oltre l’80% dei casi e il punteggio più alto in media (Fig. 3). La sua resistenza chimica garantisce un’estetica duratura e la protezione della superficie in ambienti difficili come le cucine. La resistenza ai graffi ed all’abrasione determina la durata dei coating in ambienti abrasivi. Nel test di resistenza all’abrasione Taber (ASTM D4060-14) la resina ha subito una perdita di peso di soli 56 mg, superando i benchmark aromatici (147 e 113 mg) e battendo leggermente quelli alifatici (63 mg e 70 mg). Urotuf® F110-D1W-31 ha mostrato inoltre uno sviluppo della resistenza ai graffi entro le 24 ore, come per gli OMU alifatici e superando i benchmark aromatici (24 e 72 ore). Questi risultati sottolineano la durabilità della resina e la sua eccezionale resistenza ai graffi e all’abrasione, coerente con le caratteristiche degli OMU alifatici che mostrano prestazioni eccellenti in ambienti difficili.
CONCLUSIONI
Urotuf® F110-D1W-31 rappresenta una svolta nei coating poliuretanici a base acqua, combinando la rapida polimerizzazione e la durezza dei sistemi aromatici con la flessibilità e la resistenza all’abrasione dei sistemi alifatici (Fig. 4). L’eccezionale durabilità lo rende adatto per applicazioni che richiedono alti standard di protezione.
